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牛顿定律的应用举例
* * 一 解题步骤 已知力求运动方程 已知运动方程求力 二 两类常见问题 隔离物体 受力分析 建立坐标 列方程 解方程 结果讨论 §2-4 牛顿定律的应用举例 (1) 如图所示滑轮和绳子的质量均不计,滑轮与绳间的摩擦力以及滑轮与轴间的摩擦力均不计.且 .求重物释放后,物体的加速度和绳的张力. 例1 阿特伍德机 §2-4 牛顿定律的应用举例 解(1) 以地面为参考系 画受力图、选取坐标如右图 §2-4 牛顿定律的应用举例 由于 ,初始条件为:t=0时,v=0得: 有: 又由于 ,而初始条件为:t=0时,y=0得: (2):求物体的运动方程 (3)若将此装置置于电梯顶部,当电梯以加速度 相对地面向上运动时,求两物体相对电梯的加速度和绳的张力. 解 以地面为参考系 设两物体相对于地面的加速度分别为 ,且相对电梯的加速度为 §2-4 牛顿定律的应用举例 解得 解 取坐标如图 例3* 一质量 ,半径 的球体在水中静止释放沉入水底.已知阻力 , 为粘滞系数,求 . 浮力 令 浮力 (极限速度) 当 时 一般认为 ≥ 若球体在水面上具有竖直向下的速率 ,且在水中 ,则球在水中仅受阻力 的作用 问绳和铅直方向所成的角度 为多少?空气阻力不计. 例6 如图摆长为 的圆锥摆,细绳一端固定在天花板上,另一端悬挂质量为 的小球,小球经推动后,在水平面内绕通过圆心 的铅直轴作角速度为 的匀速率圆周运动. 解 越大, 也越大 另有 利用此原理,可制成蒸汽机的调速器(如图所示) 例 设空气对抛体的阻力与抛体的速度成正比,即 , 为比例系数.抛体的质量为 、初速为 、抛射角为 .求抛体运动的轨迹方程. 解 取如图所示的 平面坐标系
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